浅论煤矿水害含水层

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1、浅论煤矿水害含水层姜本摘要：本文根据煤矿水害含水层的特征进行了分类及补遗，提出了水害含水层的勘探重点和方向，并从提高勘探效果出发，指出了其中的误区。1.水害含水层的分类——直接、间接充水含水层及其补遗对煤矿煤层开采有害，即对矿井发生充水或有突水威胁的含水层称为水害含水层。煤层开采水文地质条件分析的一个重要内容是划分直接充水含水层和间接充水含水层。前者定义为：在煤矿生产中，采掘揭露的含水层和通过开采冒裂带或底板突水等途径直接向矿井进水的含水层称直接充水含水层；后者定义为与直接充水含水层有水力联系，但只能通过直接充水含水层向矿井充水的含水层称间接充水含水层

2、。但我们认为，仅有这两种分类是不够的，还需要补遗。可以举例说明。分布在微山湖周边及湖底的滕沛煤田为四边被深大断层（凫山断层、丰沛断层、峰山断层、嘉祥断层）切割的一个独立奥灰水文地质单元。此隶属于枣庄、大屯、徐州、天能煤业集团及地方的煤田存在多层第四系隔水覆盖层，因此具封闭和半封闭水文地质特征，水源主要是奥灰，特别是奥灰马家沟组的静储量。奥灰上部八陡组（02b）为中等含水层，均厚约80m,上距下组底部可釆煤层21号煤接近50m；下部马家沟组（O】m）为区域强含水层，均厚约200m,上距21号煤约200m；中部为半隔水层阁庄组白云岩（O2g）,均厚约120

3、m。华北（含山西）与之对应的地层是奥灰峰峰组上段（较强含水层）、马家沟组（强含水层）和峰峰组下段泥灰岩石膏带（半隔水层）。滕沛煤田龙I古I煤矿21号煤之顶板12灰基本无水，矿井涌水主要来自底板15灰，15灰均厚约9.5m,上距21号煤约20m,3个采区总涌水量为185n?/h。显然对于龙固井山21号煤说来，15灰是直接充水含水层，200m之下的奥灰马家沟组是间接充水含水层。两者之间与21号煤间距小于50m的奥灰八陡组却难定位是直接的还是间接的充水含水层。它有可能发生突水，一旦发生突水就直接向矿井充水，成为直接充水含水层。例如焦作冯营煤矿开采大煤，直接充

4、水含水层是近距离的L8灰岩,但1973年11月29日发生的流量为5080m3/h的突水是下伏L?灰岩和奥灰向矿井的直接充水，S灰岩水位不降反上升0.32~5.18m,奥灰水位下降0.55〜3.0m。有可能发生突水，并非是一定发生突水，是否发生突水一方面决定于构造、水压等自然条件，另一方面也受开采技术条件如工作面跨度等人为因索的影响。对于龙固井田说来，如在21煤整个开采过程中未发生奥灰八陡组突水（已安全开采部分工作面），那么八陡组便是间接充水含水层，如发生了突水，甚至是多次的（相邻三河尖煤矿首采区发生2170m3/h流量的八陡组突水），那么八陡组就为直接

5、充水含水层。因此，我们完全有理由将以龙固井田为典型的滕沛煤田奥灰八陡组称为21号煤的隐性充水含水层。就突水而言，可将奥灰上部八陡组称为直接突水威胁含水层，下部作为八陡组补给源的马家沟组称为间接突水威胁含水层。如此，开采煤层的水害含水层可分类为直接充水含水层、隐性充水含水层、间接充水含水层和直接突水威胁含水层、间接突水威胁含水层五大类（见图）。21号煤开采煤层直接充水层丨丨I丨K?灰岩下细煤直接充水层Illi大青灰岩■大青煤15灰III丨直接充水层八陡组III—隐性充水层II]（直接威胁含水层）峰峰组上段1-峰峰组—上段马家沟纽II）II■j—L间接充水

6、层1111（间接威胁含水层）二;二I二;二匸■:二详马家沟组;I;I;+马家沟组华北型煤山下组煤水害含水层分类模式图2.水害含水层的勘探重点问题不能轻重倒置有水源队将下组煤带压开采水文地质条件勘探的重点定位于间接威胁含水层马家沟组：钻孔绝大多数是该层位的，对直接威胁含水层奥灰峰峰组上段不作单层抽水试验，不留设长观孔，长观孔全部为马家沟组的。理由是：马家沟组水是水源之本，亦即水害之根；该层水放大，因此危害就最大。显然这是一种轻重倒置，本末不分的作法，将防治水勘探变质为水源勘探，哪儿水人就往哪儿打钻孔。此结论的依据是:1）马家沟组距下组煤远，约为100m,

7、除非是大断层带（此是可知的）,是不可能发生该含水层突水的;2）马家沟组水量巨大，不可能疏降强排，只能采取回避远离的对策。如此，其水量，如“动储量”是精确到每时五千万立方（比方说），还是五千五百万立方，或是四千五百万立方，这是无关紧要的;3）那么勘查马家沟组什么呢？如从查该层的流失量来确定对首接威胁含水层的补给量，但这样做工程量和困难都很大。其实，我们只要查明峰峰组上段含水层水量，也就基本确定了间接威胁含水层对直接威胁含水层的补给强度和两者之间的水力联系程度，这样做相对说来容易，工程量小;4）如查对间接威胁含水层的补给通道。对于厚灰说来，除非有特殊条件，

8、可有效进行帷幕注浆或重点截流堵水外，此是不现实的。湖南铅锌矿厚灰帷幕截流效果不佳，便是很好的说